KR20160144475A - 기어 엘리먼트의 회전축 거리를 보호하는 구동 유닛 - Google Patents

기어 엘리먼트의 회전축 거리를 보호하는 구동 유닛 Download PDF

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KR20160144475A
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Abstract

본 발명은 모터(2, 42), 제1 기어붙이 세그먼트(6, 46)와 제2 기어붙이 세그먼트(7, 47) 및 제1 회전축(8, 48)과 제2 회전축(9, 49)을 각각 구비한 적어도 하나의 제1 기어 엘리먼트(4, 44)와 제2 기어 엘리먼트(5, 45)를 구비한 기어 유닛(3, 43), 제1 정지편(10, 50)을 구비한 차량 적용을 위한 구동 유닛(1, 41), 특히 차량 도어 래치를 위한 중앙 잠금 구동 유닛으로서, 구동 유닛은 제1 정지 위치를 가지며, 적어도 제1 기어 엘리먼트(4, 44)는 부착 엘리먼트(12, 52)를 이용하여 제1 정지 위치에서 잠기는 잠금 엘리먼트(11, 51)를 구비하며, 제1 정지 위치에서 제1 기어 엘리먼트(4, 44)의 제2 기어 엘리먼트(5, 45)에 대한 거리를 보호하는 것을 특징으로 하는 구동 유닛에 관한 것이다.

Description

기어 엘리먼트의 회전축 거리를 보호하는 구동 유닛{DRIVE UNIT FOR SECURING AN AXIS-OF-ROTATION DISTANCE OF TRANSMISSION ELEMENTS}
본 발명은 차량 적용을 위한 구동 유닛, 특히 차량 도어 래치를 위한 중앙 잠금 구동 유닛으로서 모터, 각각 제1 기어붙이 세그먼트와 제2 기어붙이 세그먼트 및 제1 회전축과 제2 회전축을 구비한 적어도 하나의 제1 기어 엘리먼트 및 제2 기어 엘리먼트를 가진 기어 유닛, 제1 정지편을 가지고, 여기서 구동 유닛이 적어도 제1 정지 위치를 가지게 되는 구동 유닛에 관한 것이다.
이러한 구동 유닛은 DE 199 06 997 C2로부터 알려져 있다. 이런 구동 유닛들은 통상적으로 전기 모터에 의해 구동된다. 전기 모터를 구비한 구동기는 전기 모터의 전력 소비를 감지하는 것에 의해 언제 구동 유닛이 제1 정지 위치에 도달하였는지를 알 수 있고, 그런 연후에 전기 모터를 정지시키는 것을 가능하게 한다. 그러나, 전력 소비의 변화는 어느 정도의 지연을 가지고 발생한다. 따라서, 전기 모터는 정지 위치에 도달하자마자 곧 정지되지는 못하며, 몇 밀리세컨드 후에 정지할 수 있다. 이 시간 동안 매우 큰 힘이 구동 유닛, 특히 기어 엘리먼트들에 작용하는데, 이는 기어붙이 세그먼트들이 중첩되게 할 수 있다. 기어 엘리먼트들은 마모되게 되며, 구동 유닛이 차량의 실내로 배출 소음을 만들어낼 수 있다.
따라서 본 발명의 과제는 서로 맞물리는 엘리먼트, 특히 기어붙이 세그먼트들의 중첩이 감소되고 기어 엘리먼트들의 마모 및 소음 발생이 감소되는 차량 적용을 위한 구동 유닛을 만들어내는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 과제는 특허청구범위 1항의 특징을 가진 구동 유닛에 의해 해결된다. 본 발명의 적절한 추가적인 형태들을 구비한 유리한 디자인들이 추가의 특허청구범위들, 상세한 설명 및 도면들로부터 귀결된다.
중첩을 방지하고 구동 유닛의 기어 엘리먼트의 마모 및 소음 발생을 감소시키는 앞서 언급된 타입의 구동 유닛을 만들어내기 위해, 본 발명에 따라 적어도 제1 기어 엘리먼트가, 부착 엘리먼트를 이용하여 제1 정지 위치에서 잠기며 제1 정지 위치에서 제2 기어 엘리먼트에 대한 제1 기어 엘리먼트의 제1 회전축의 일정한 거리를 보장하는 잠금 엘리먼트를 구비하는 것이 도모된다.
본 발명은 특히 차량의 도어 래치(latch)를 위한 중앙 잠금 구동 유닛에 관련되어 있는데, 여기서 구동 유닛은 도어 래치를 잠그거나 잠금 해제하는 메커니즘을 구동한다. 안전의 관점에서, 구동 유닛은 그 전체 사용 수명에 걸쳐 도어 래치의 잠금 및 잠금 해제를 위한 메커니즘의 완벽한 기능을 보장하여야 한다. 이는 특히 기어 엘리먼트들의 맞물림 비가 노화, 오염 및 마모로 인해 약간만 변화하더라도 보장되어야만 한다.
구동 유닛은 적어도 하나의 제1 정지 위치를 구비한다. 구동 유닛은 바람직하게는 예를 들어 도어 래치의 래치가 걸린 닫힌 위치가 존재하는 경우 제1 정지 위치에 머무른다. 다른 디자인 형태에서, 구동 유닛은 잠금 해제된 닫힌 위치가 존재하는 경우 제1 정지 위치에 머무른다. 특히, 기어 유닛들의 움직임은 제1 정지 위치에서 적어도 한 방향으로 차단된다.
본 발명에 따르면, 제1 정지 위치에서 제1 기어 엘리먼트의 잠금 엘리먼트는 제1 기어 엘리먼트의 제1 회전축의 제2 기어 엘리먼트에 대한 거리, 바람직하게는 제1 기어 엘리먼트의 제1 회전축의 제2 기어 엘리먼트의 제2 회전축에 대한 거리를 보호한다. 잠금 엘리먼트는 바람직하게는 각각 기어붙이 세그먼트들을 가진 2개의 기어 엘리먼트들이 서로 맞물릴 때, 2개의 기어 엘리먼트들의 반발에 의해 정해지는 방향과 반대되는 방향으로 회전축들의 거리를 보장한다.
제1 기어 엘리먼트의 제2 기어 엘리먼트에 대한 배열에 따라, 잠금 엘리먼트는 제1 정지 위치에서 서로에 대한 회전축들의 거리의 증가 또는 회전축들의 거리의 감소가 방지되도록 거리를 보장한다. 예를 들어, 잠금 엘리먼트는, 회전축들이 서로 맞물린 기어붙이 세그먼트들의 접촉선의 각각 반대되는 측면들 상에 배열되어 있는 배열에서, 회전축들의 거리의 증가가 불가능해지도록 거리를 보호한다.
서로 맞물린 기어붙이 세그먼트들의 접촉선으로부터 각각 봤을 때 회전축들이 한쪽 측면 상에 배열되어 있는 다른 배열에서, 회전축들의 거리의 증가가 불가능하다.
잠금 엘리먼트는 부착 엘리먼트에 의해 제1 정지 위치에 잠겨져 있다. 여기서 잠긴 것은 지정된 제2 기어 엘리먼트의 지지표면에 대한 잠금 엘리먼트의 견고한 고정이다. 따라서 이것은 기어 엘리먼트들 사이에서 지압 연결(bearing connection)을 규정한다. 결과적으로, 기어 엘리먼트들의 회전축들의 축간 거리가 고정된다. 이 잠금은 역시 잠금 위치 및 잠금 해제 위치를 취할 수 있는 도어 락의 상태와 구별되는데, 다만 여기서 이 위치들은 래치의 기능을 설명한다. 예를 들어, 래칭 엘리먼트는 잠금 상태에서 수용 엘리먼트에 수용된 핀으로 디자인될 수 있다.
특히, 수용 엘리먼트는 잠금 엘리먼트가 잠긴 상태에서 고정되고 지지 표면과 적어도 하나의 접촉점, 바람직하게는 접촉선을 형성하는 지지 표면을 가질 수 있다. 지지 표면에 의해 잠금 엘리먼트는, 힘이 지지 표면으로부터 잠금 엘리먼트를 거쳐 제1 기어 엘리먼트로의 흐름을 통해 지지 표면의 법면의 방향으로 제1 기어 엘리먼트 상에 작용하는 식으로 지지된다. 지지 표면과 잠금 엘리먼트는 잠긴 상태에서 지지 표면의 법면이 제1 기어 엘리먼트의 제1 회전축과 접촉점 또는 접촉선을 가로지르는 식으로 배열될 수 있다. 접촉점 또는 접촉선과 제1 회전축을 가로지르는 직선은 바람직하게는 지지 표면의 법면과 45도보다 작은 각도를 포함한다.
한 디자인에서, 부착 엘리먼트는 간극을 가지는데, 여기서 제1 기어 엘리먼트의 회전운동 중 잠금 엘리먼트가 제1 정지 위치의 방향으로 간극을 향해 압박된다. 정지 위치에 다다르면, 잠금 엘리먼트는 바람직하게는 간극의 일단에 접한다. 특히, 간극은 단부에서 좁아질 수 있다. 추가적인 디자인에서, 부착 엘리먼트는 잠금 엘리먼트를 안내하기 위해 언더컷(undercut) 또는 가이드(guide)를 가질 수 있다.
부착 엘리먼트는 구동 유닛의 움직이지 않는 부품 상에 배열될 수 있다. 유리한 방식에서, 이 부품은 제2 기어 엘리먼트의 적어도 하나의 베어링 엘리먼트에 견고하게 연결된다. 결과적으로, 이 부품과 베어링 엘리먼트 사이에 어떠한 헐거움도 없다. 구동 유닛이 제1 정지 위치에 있다면, 부착 엘리먼트의 잠금 엘리먼트는 적어도 한 방향으로 이 부품에 대해 잠기며 제1 기어 엘리먼트의 반경 방향으로 차단된다.
본 발명의 특히 유리한 디자인에서, 부착 엘리먼트가 제2 기어 엘리먼트 상에 배열되고 잠금 엘리먼트는 부착 엘리먼트에 의해 제1 정지 위치에서 제1 기어 엘리먼트의 반경 방향으로 차단되는 것이 제공된다. 특히, 이에 따라 기어 엘리먼트들이 제1 정지 위치에서 고정된 채 반경방향으로 서로 맞대고 있는 식으로 제1 기어 엘리먼트의 잠금 엘리먼트가 제2 기어 엘리먼트의 부착 엘리먼트와 맞물리는 것이 제공된다.
유리한 추가적인 형태는 제1 기어 엘리먼트가 기어휠(gearwheel)인 것을 도모한다. 이 디자인 형태에서, 제1 기어 엘리먼트의 제1 기어붙이 세그먼트는 특히 주변 전체를 따라 연장된다. 바람직하게는 잠금 엘리먼트를 위해 제1 기어 엘리먼트 상에 마운팅이 제공되는데, 여기서 마운팅은 예를 들어 디스크로서 형성될 수 있다. 마운팅과 제1 기어 엘리먼트는 바람직하게는 하나의 부품으로써 디자인된다. 유리하게는, 잠금 엘리먼트는 마운팅으로부터 제1 기어 엘리먼트의 제1 회전축과 평행하게 연장되는 실린더형 막대, 볼트 또는 핀으로 형성된다. 핀은 바람직하게는 제1 기어 엘리먼트와 단일한 유닛으로 형성된다.
더 유리한 추가적인 디자인에서, 제1 기어 엘리먼트가 웜(worm)에 의해 구동되고 제2 기어 엘리먼트는 기어휠이되, 여기서 제2 기어 엘리먼트가 레버(lever)와 상호작용하는 것이 제공된다. 웜은 모터, 특히 전기모터에 의해 바람직하게는 차량의 24볼트 전원 시스템을 통해 구동된다. 이런 웜 구동은 강력한 기어 감속을 초래한다. 따라서 구동 유닛은 특히 도어 래치를 개방하기 위한 강력한 힘을 제공할 수 있다. 제1 기어붙이 세그먼트와 제2 기어붙이 세그먼트 사이의 연결 또한 바람직하게는 기어 감속으로서 형성된다. 제2 기어 엘리먼트는, 바람직하게는 제1 정지 위치로부터 벗어날 때 도어 래치의 설정 상태를 변경시키는 레버와 상호작용할 수 있다. 제2 기어 엘리먼트는 추가적인 톱니바퀴 조인트를 통해 레버를 구동할 수 있다. 레버는 잠금 유닛에 직간접적으로 영향을 줄 수 있다.
추가적인 디자인에서, 제2 기어 엘리먼트는 레버로서 형성되고, 제2 기어 엘리먼트의 제2 기어붙이 세그먼트는 제2 기어 엘리먼트의 외측 반경 상에 형성된다. 외측 반경 상의 제2 기어붙이 세그먼트의 배열에서, 구동 유닛의 작동 중 제1 및 제2 기어 엘리먼트의 각속도는 반대되는 방향성을 가진다.
이 디자인 형태에서, 제2 기어붙이 세그먼트로부터 제2 기어 엘리먼트의 제2 회전축까지의 거리는 바람직하게는 제1 기어 엘리먼트의 제1 기어붙어 세그먼트로부터 제1 기어 엘리먼트의 제1 회전축까지의 거리보다 더 큰데, 여기서 제1 기어 엘리먼트로부터 제2 기어 엘리먼트로 기어 감속이 수행된다.
본 발명의 유리한 디자인은, 제2 기어 엘리먼트의 기어붙이 세그먼트가 제2 기어 엘리먼트의 내측 반경 상에 형성되고 제1 기어 엘리먼트의 제1 기어붙이 세그먼트와 중첩되는 것을 도모한다. 이 배열에서, 구동 유닛의 작동 중 제1 및 제2 기어 엘리먼트의 각속도는 같은 방향으로의 방향성을 가진다.
추가적인 구조에서, 구동 유닛의 제1 정지편은 탄성적으로 변형가능하다. 구동 유닛의 정지가 동력 소비의 변화를 포획하는 것에 의해 발생하므로, 매우 큰 힘이 제1 정지 위치에 도달하는 순간부터 구동 유닛의 정지까지 기어 엘리먼트들 상에 작용한다. 탄성적으로 변형가능한 제1 정지편은 강한 힘을 감쇄시키고 특히 기어붙이 세그먼트들의 중첩을 방지할 수 있다. 기어 엘리먼트들은 바람직하게는 플라스틱으로 만들어진다. 정지편들은 기어 엘리먼트를 향하고 있는 측면에서 적어도 탄성적인 플라스틱을 포함한다.
추가적인 디자인에서, 구동 유닛은 제2 정지편과 제2 정지 위치를 구비한다. 제1 정지 위치에서 구동 유닛은 바람직하게는 도어 래치의 잠금을 초래하며 제2 정지 위치에서 도어 래치의 잠금 해제를 초래한다. 이 디자인 형태에서, 제1 기어 엘리먼트는 바람직하게는 제2 정지 위치에서 구동 유닛의 제2 부착 엘리먼트와 상호작용하며 잠금을 초래하는 제2 잠금 엘리먼트를 구비한다. 제1 및 제2 정지 위치 사이에서 제1 및 제2 잠금 엘리먼트는 지지 표면과 독립적이다. 특히, 제2 부착 엘리먼트는 제2 기어 엘리먼트 상에 배열된다. 유리한 추가적인 디자인에서, 몇몇의 잠금 엘리먼트들 및 이에 상응하는 부착 엘리먼트들이 또한 제공될 수 있으며, 여기서 축간 거리 보호 또한 정지 위치에의 도달과는 독립적으로 얻어질 수 있다.
기타 본 발명의 장점, 특징 및 상세는 바람직한 디자인 예의 이어지는 설명으로부터, 그리고 도면들을 기초로 도출된다. 이들이 다음에 나타나 있다.
도 1은 제1 정지 위치에서 제1 기어 엘리먼트와 제2 기어 엘리먼트를 구비한 구동 유닛이다.
도 2는 제2 정지 위치에서 동일한 구동 유닛이다.
도 3은 제1 기어 엘리먼트의 기어붙이 세그먼트가 제2 기어 엘리먼트의 기어붙이 세그먼트와 중첩되어 있는 구동 유닛이다.
도 1은 모터(2), 기어 유닛(3)을 구비한 차량 래치용 구동 유닛(1)을 나타내고 있는데, 여기서 기어 유닛은 각각 제1 기어붙이 세그먼트(6) 및 제2 기어붙이 세그먼트(7), 그리고 제1 회전축(8)과 제1 회전축(9)을 구비한 제1 기어 엘리먼트(4)와 제2 기어 엘리먼트(5)를 구비하며, 제1 정지편(10)을 구비한다. 구동 유닛(1)은 제2 기어 엘리먼트(5)가 제1 정지편(10)과 접촉할 때 도달되는 제1 정지 위치를 가진다. 제1 정지편(10)은 탄성적으로 변형가능하다. 제1 기어 엘리먼트(4)는 제1 잠금 엘리먼트(11)를 구비한다. 이에 더하여, 제2 기어 엘리먼트(5)는 부착 엘리먼트(12)를 구비하며 기어 엘리먼트(5)와 단일한 유닛으로 형성될 수 있다.
제1 정지 위치에서, 제1 잠금 엘리먼트(11)는 부착 엘리먼트(12)에 의해 잠기며, 제2 회전축(9)에 대한 제1 회전축(8)의 거리(20)를, 이 거리가 잠금 엘리먼트(11)에 의해 보호되도록 하는 식으로 보호한다. 도 1에 나타낸 디자인 예에서, 제1 정지 위치에서 잠금 엘리먼트와 지지 표면(13)의 접촉점은 제1 회전축(8)과 제2 회전축(9)의 연결선 상에 놓이는데, 여기서 제1 기어 엘리먼트(4)와 제2 기어 엘리먼트(5)는 서로에 대해 반경방향으로 고정되어 있다.
이 제1 정지 위치에서, 차량 래치의 닫힘 위치는 제1 기어 엘리먼트(5)를 이용하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 잠금이 기어 엘리먼트(5)를 이용하여 제어될 수 있다는 것을 상상할 수 있다. 그러면 도 1에 도시된 기어 엘리먼트(5)의 위치에서, 닫힌 위치가 예를 들어 잠금 방식(bolted manner)으로 개입될 수 있다. 바람직하게는 전기모터로 구현된 모터(2)를 회전시킴으로써, 제1 기어붙이 세그먼트(6)와 맞물린 웜(18)이 구동된다. 웜(18)을 회전시킴으로써 제1 기어 엘리먼트(4)가 제1 정지 위치로부터 벗어나 제2 정지 위치를 향한 방향(19)으로 움직여진다. 제1 기어붙이 세그먼트(6)와 제1 기어 엘리먼트(4)는 바람직하게는 하나의 부품으로 디자인되어 있다.
도 2는 도 1로부터 요구된 동일한 디자인의 구동 유닛의 제2 정지 위치에 있는 것을 나타내고 있다. 레버로서 형성된 제2 기어 엘리먼트(5)는 탄성적으로 변형가능한 기어 유닛(3)의 제2 정지편(32)과 접촉하게 된다. 제1 회전축(8)의 제2 회전축(9)에 대한 거리는 제2 잠금 엘리먼트(30)에 의해 보호되는데, 이는 제1 기어 엘리먼트(4) 상에 배열되어 있다. 제2 잠금 엘리먼트(30)는 특히 부착 엘리먼트(12)의 제2 지지 표면(31)과 접촉하고 있다. 이 디자인 형태에서, 부착 엘리먼트는 물결형 외곽선을 가진다. 물결형 외곽선에 의해, 제1 잠금 엘리먼트(11)와 제2 잠금 엘리먼트(30)가 각각 부착 엘리먼트(12)의 제1 또는 제2 정지 위치로부터 쉽게 움직일 수 있으며, 지지 표면(13, 31)으로의 잠금 엘리먼트(11, 30)의 정확한 진입을 이룰 수 있다.
제2 정지 위치에서, 추가적인 잠긴 위치가 차량의 측방향 도어 래치에 대해 예를 들어 잠금 해제되어 개입될 수 있다. 그러면 기어 엘리먼트(5)는 예를 들어 중앙 락의 잠금 엘리먼트로서 기능한다. 제1 회전축(8)과 제2 회전축(9) 사이의 거리를 보호함으로써 제2 기어 엘리먼트(5)는 특히 제1 정지 위치로부터 제2 정지 위치의 방향으로 구동될 수 있다.
도 3은 모터(42), 기어 유닛(43)을 구비한 차량용 구동 유닛(41)의 추가적인 디자인 형태를 나타내고 있는데, 여기서 기어 유닛은, 제1 기어붙이 세그먼트(46)와 제2 기어붙이 세그먼트(47)와 제1 회전축(48)과 제2 회전축(49)을 각각 구비한 제1 기어 엘리먼트(44)와 제2 기어 엘리먼트(45)를 구비하며, 제1 정지편(50)을 구비한다.
제1 기어 엘리먼트(44)는 제1 잠금 엘리먼트(51)를 구비한다. 이에 더하여 제2 기어 엘리먼트(45)는 부착 엘리먼트(52)를 구비하며 레버로서 형성된다.
도 3에 나타낸 디자인 형태에서, 제2 기어 엘리먼트(45)의 기어붙이 세그먼트(47)는 제2 기어 엘리먼트(45)의 내측 반경 상에 형성되고 제1 기어 엘리먼트(44)의 제1 기어붙이 세그먼트(46)와 중첩된다.
도 3은 제1 정지 위치에 있는 구동 유닛(41)을 나타내고 있는데, 여기서 제1 잠금 엘리먼트(51)는 부착 엘리먼트(52)에 의해 제1 정지 위치에 잠기며, 제1 회전축(48)의 제2 회전축(49)에 대한 거리는 이 거리의 감소가 잠금 엘리먼트(51)에 의해 방지되는 식으로 보호된다.

Claims (8)

  1. 모터(2, 42), 제1 기어붙이 세그먼트(6, 46)와 제2 기어붙이 세그먼트(7, 47) 및 제1 회전축(8, 48)과 제2 회전축(9, 49)을 각각 구비한 적어도 하나의 제1 기어 엘리먼트(4, 44)와 제2 기어 엘리먼트(5, 45)를 구비한 기어 유닛(3, 43), 제1 정지편(10, 50)을 구비한 차량 적용을 위한 구동 유닛(1, 41), 특히 차량 도어 래치를 위한 중앙 잠금 구동 유닛으로서, 구동 유닛은 제1 정지 위치를 가지며,
    적어도 제1 기어 엘리먼트(4, 44)는 부착 엘리먼트(12, 52)를 이용하여 제1 정지 위치에서 잠기는 잠금 엘리먼트(11, 51)를 구비하며, 제1 정지 위치에서 제1 기어 엘리먼트(4, 44)의 제2 기어 엘리먼트(5, 45)에 대한 거리를 보호하는 것을 특징으로 하는 구동 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 부착 엘리먼트는 제2 기어 엘리먼트(5, 45) 상에 배열되어 있고 잠금 엘리먼트(11, 51)는 부착 엘리먼트(12, 52)에 의해 제1 기어 엘리먼트(4, 44)의 반경방향으로 차단되는 것을 특징으로 하는 구동 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 기어 엘리먼트(4, 44)는 기어휠인 것을 특징으로 하는 구동 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 제1 기어 엘리먼트(4, 44)는 웜(18)에 의해 구동되고 제2 기어 엘리먼트(5, 45)는 기어휠이며, 제2 기어 엘리먼트(5, 45)는 레버(15)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 구동 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서, 제2 기어 엘리먼트(5, 45)는 레버(15)로서 형성되고, 제2 기어 엘리먼트(5, 45)의 제2 기어붙이 세그먼트(7, 47)는 제2 기어 엘리먼트(5, 45)의 외측 반경 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 구동 유닛.
  6. 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서, 제2 기어 엘리먼트의 기어붙이 세그먼트는 제2 기어 엘리먼트(5, 45)의 내측 반경 상에 형성되고 제1 기어 엘리먼트(4, 44)의 제1 기어붙이 세그먼트(6, 46)와 중첩되는 것을 특징으로 하는 구동 유닛.
  7. 제1항 내지 제6항 중 한 항에 있어서, 제1 정지편(10, 50)은 탄성적으로 변형가능한 것을 특징으로 하는 구동 유닛.
  8. 제1항 내지 제7항 중 한 항에 있어서, 구동 유닛은 제2 정지편(32)과 제2 정지 위치를 가지는 것을 특징으로 하는 구동 유닛.
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